D-对羟基苯甘氨酸的生产工艺

D-对羟基苯甘氨酸的生产工艺

摘要

药品是与人民生活息息相关，保证人民生命健康的特殊商品。医药行业是关系民生的重要行业。发展自己的民族制药业。我所在的顶岗实习单位是联邦制药（内蒙古）有限公司。主要生产阿莫西林等药物，阿莫西林的作用机理是通过抑制细菌细胞壁合成而发挥杀菌作用，可使细菌迅速成为球状体而溶解、破裂。我国阿莫西林类药物都将保持一个较快的速长态势。而发酵生产水平的高低取决于生产生产菌种，发酵工艺和后提炼工艺三个因素。我所在的车间的D酸车间，我们车间负责生产联邦的又一新产品—阿莫西林的中间体D—对羟基苯甘氨酸。车间利用微生物发酵的方法来生产D—对羟基苯甘氨酸，采用了比较先进的生产工艺，我就对它做简单的介绍。

关键词：菌种，发酵工艺，后提炼，微生物发酵

目录

第一章：微生物发酵概述

1.1：发酵培养基

1.2：灭菌

1.3：种子扩大培养

1.4微生物的生长

1.5 ：:微生物的营养需求

1.6：微生物发酵控制

第二章；发酵产物的提取

2.1：转化

2.2：过滤

2.2.1：膜过滤

2.2.2：活性炭过滤

2.3：结晶

2.4：离心

2.5干燥

第一章微生物发酵概述

D-对羟基苯甘氨酸酸的发酵是典型的代谢控制发酵，也是好气性纯种发酵，在培养基配制及灭菌，种子扩大培养，空气除菌，发酵过程的检测及控制等环节十分关键，

D—对羟基苯甘氨酸外观为白色结晶粉末，是合成半合成青霉素和头孢

菌素的中间体，用于制造羟氨苄青霉素（阿莫西林amoxicillin）和头孢羟

氨苄。我所在的车间采用微生物发酵来生产D—对羟基苯甘氨酸，为比较先

进的生产工艺，产品是否合格与每个工段及环节有着至关重要的联系。在管

理上采用新老思想的结合，对车间的发展起到关键性的因素。

1、发酵培养基

在发酵工程中，拥有良好生产菌种是前提。在正常生理条件下，微生物依靠

自身代谢调节系统，趋向于快速生长和繁殖，而发酵则需要微生物积累大量的代

谢产物。微生物生长所需要的营养物质应该包括所有组成细胞的各种化学元素，

这些营养物质可分为水，碳源，氮源，无机盐，生长因子等五大类。

选取培养基的原则是：能满足生产菌生长，代谢的需要。目的代谢产物要高。

产物的率最高。产生菌生长及代谢迅速。减少代谢副产物的生成。价廉并且具有

稳定的质量。来源广泛且供应充足。有利于发酵过程的溶氧与搅拌。有利于产物

的提取和纯化。废物的综合利用性强且处理容易。

发酵培养基的配制原则：1.根据生产菌株的营养特性配制培养基。2.营养成

分的配比恰当。3.渗透压。4.PH。还有注意各营养成分的加入次序以及操作步骤

尤其是一些微量营养物质，如生物素，维生素等，更要注意避免沉淀生成或破坏

而造成损失。

2灭菌

在发酵过程中，如果污染了杂菌，杂菌将与生产菌争夺营养物质，溶氧等，甚至会消耗氨基酸产物，造成损失；由于杂菌的繁殖，且导致产物的提取，精制变得困难；若杂菌污染严重或发生噬菌体污染，生产过程将会失败。灭菌是防止染菌的关键，为了防止染菌，车间对灭菌十分重视，凡是与产生菌接触的培养基，发酵罐，管路，通入的空气，其它相关器具以及无菌室的空间都要经过严格灭菌。常用的灭菌的方法有：1.化学药剂灭菌法，如75%的酒精，5%的苯酚，0.25%新洁尔灭等。2.辐射灭菌法：紫外线，高能电磁波，放射性物质3.干热灭菌法：在160℃下维持1h。4.火焰灭菌法：利用火焰灭菌。5.湿热灭菌法：利用饱和蒸汽进行灭菌。6.过滤除菌法：用过滤方法。

在发酵企业，由于蒸汽容易获得，且价格比较低廉，故培养基和发酵设备一般使用湿热法进行灭菌。它灭菌的好坏取决于灭菌温度和灭菌时间。

培养基灭菌：在各种微生物都有一定的最适温度范围。当温度超过微生物最适温度的上限时，微生物细胞的蛋白质会发生不可逆的变性，病迅速死亡。在实践中，通常采用致死时间，致死温度，对数残留规律作为灭菌操作的依据。影响培养基灭菌是否彻底，主要和培养基的pH；培养基成分；无机盐溶液；泡沫；培养基中的颗粒。培养基的灭菌方式：1.分批灭菌（实消）记在发酵罐内，整批培养基与设备同时经过加热升温，保温，降温等操作而达到灭菌的过程。2.连续灭菌（连消）即在一套专门灭菌设备中，培养基连续进料，瞬时升温，短时保温，尽快降温，完成灭菌操作后才进入发酵罐的过程。连消是发酵罐采用高温短时灭菌的连续操作过程，培养基营养成分的破坏较少，有利于提高发酵产率，整个过程占用发酵设备的操作周期较少，发酵罐的利用率高，整个过程使用蒸汽均衡，可采用自动控制，减轻劳动强度。工业生产中，大批量的培养基普遍采用连消工艺。

空气除菌：氨基酸发酵是好氧性发酵，产生菌的生长和产物合成都需要消耗大量的氧气。在工业生产上，通常以空气作为微生物所需氧气的来源。但是，大量各种微生物悬浮于空气中，若随空气进入发酵培养基，在合适的条件下就会大量繁殖，消耗培养基的营养物质，产生各种副产物，从而破坏了纯种培养的发酵进程，严重时易导致倒灌。因此，发酵必须使用洁净无菌的空气，空气除菌是正常发酵的一个关键。空气除菌就是除去或杀死空气中的微生物。其方法有：加热灭菌；辐射灭菌；经典灭菌；过滤除菌。常用的过滤介质要求具有吸附性强，耐

高温；阻力小等。深层过滤常用的介质有棉花，玻璃纤维，烧结材料，活性炭，过滤器等。介质深层过滤机理：1惯性撞击滞留作用。2拦截滞留作用3布朗扩散作用。4重力沉降作用5静电吸附作用。绝对过滤除菌：是介质之间的孔隙小于被滤除的微生物，当空气流过介质层后，在空气中的微生物被滤除。主要的介质有：聚偏氟乙烯，聚四氟乙烯等。

空气过滤除菌流程：

1.两级冷却，分离，加热的空气除菌流程：空气✂粗过滤器✂经过空气

压缩机✂储罐✂经过冷却器✂旋风分离器✂冷却器✂丝网分离器✂加

热器✂过滤器✂无菌空气。在流程中，压缩空气经过一级冷却至温度

30~35℃，大量油，水凝结成较大雾滴，由旋风分离器去除；再经过

二级冷却至温度20~25℃，使空气进一步析出较小雾滴，采用丝网分

离器分离；最后利用加热器加热，把空气的相对湿度降低至50%℃左

右，保证过滤介质在干燥条件下过滤。这个是适应于空气湿含量较大

的地区。

2.冷却空气直接混合式除菌流程：空气✂粗过滤器✂空气压缩机✂储罐

✂冷却器✂丝网分离器✂总过滤器。适用于气候寒冷，干燥的地区。

空气的温度低，相对湿度低，经压缩，冷却后析出的油和水很少，混

合后的空气湿度保持在60%以下，还可以满足过滤介质除菌的干燥条

件。

·3种子扩大培养

：种子扩大培养的一般流程：保藏菌种✂斜面活化✂摇瓶培养✂种子罐培养✂发酵罐。一般氨基酸发酵生产上，在生产车间以种子罐进行种子培养。种子罐的大小需根据发酵工艺要求和发酵罐容量大小来确定，目前氨基酸生产工艺一般要求接种量为10%左右，故种子罐容积为发酵罐的10%左右。如果发酵罐容积极大，而菌种生长又比较缓慢，可考虑采用多级种子罐完成种子的扩大培养。在种子扩大培养中，越接近发酵罐的培养级数，其培养基组成越接近发酵培养基，以有利于种子接入发酵罐后尽快适应发酵培养基。根据种子罐培养基的量而决定培养基灭菌操作方式，采用实消或连消，灭菌后降温至培养温度，等待接种。在接种时，在火焰范围内将一级种子瓶的软管套在种子罐的接种管上，一级种子与种子罐连通后，通过急剧排除种子罐内的空气，是一级种子瓶与种子罐之间产生气压差，